一、粒度与颗粒尺寸分布
粒度是指耐火原料的颗粒大小。颗粒尺寸分布(Particle Size Distribution,简写PSD)是指连续的、不同粒度级别(以mm,μm或筛孔网目表示)范围内,各粒度级别的颗粒所占的重量百分比。粘土类原料的颗粒尺寸分布对其可塑性、干燥性能、烧成性能都有很大影响。原料的颗粒尺寸分布对耐火制品的体积密度、气孔率、机械强度及热震稳定性等的影响也十分明显。要想得到质量稳定的耐火材料,除对原料的化学矿物组成有所要求外,对其颗粒尺寸分布也应有明确要求。
颗粒尺寸分布的测定通常用筛分分析与颗粒分析仪。筛分分析有干法筛分与水法筛分。由于受筛网孔径的限制,筛分分析适合于做较粗颗粒(>10μm)的颗粒分布测定。颗粒分析仪通常用于黏土及微分等级细颗粒的尺寸分布测定。 [2]
二、细度与比表面积
细度表示粉状原料的粗细程度,常以标准筛的筛余百分数或比表面积表示,也可用颗粒大小的百分比组成或单位重量物料的平均直径来表示。细度与粒度没有严格的区别,只是前者习惯于细粉状原料粗细程度的表示。
比表面积是指单位质量的原料所具有的表面积,单位为m/g。比表面积分外表面积和内表面积。理想的非孔性原料只有外表面积;但带有气孔的原料除外表面积之外尚有内表面积。比表面积的测定方法较多,常用的有气体吸附法、**分子吸附法和透气法等。
三、可塑性与结合性
物质受外力作用后发生变形而不产生裂纹,在外力解除后,变形的形态仍然保留而不再恢复原状的性能称为可塑性。可塑性是结合粘土的一个重要的成型工艺指标。可塑性与固体颗粒吸附水的性能、比表面积和水量有关,如黏土加水后,由于在大量黏土颗粒表面吸附一层水膜,使颗粒间既便于在外力作用下滑移,又具有一定的结合力,因而具有较高的可塑性。
可塑性的测量有可塑性指数法与可塑性指标法,也有用可塑水分来衡量的。可塑性指数是指泥料呈可塑状态时,含水量的变化范围,其值等于液性限度(液限)和塑性限度(塑限)之差。液限是泥料呈可塑状态时的上限含水量,当含水量**过液**,泥料呈半固体状态。液限与塑限之差,以百分数表示即为可塑性指数。
可塑性指标代表泥料的成型性能。方法是将泥团加工成直径为45mm的球体,置入可塑仪中,加重力压缩至开始出现裂纹为止。可塑性指标是泥球在外力作用下的变形程度,即应力与应变之乘积,计算公式如下:
可塑性指标 S=(d-b)G
式中:d——泥球原始直径,cm;
b——受重力压缩后泥球的高度,cm;
G——泥球受压而出现**条裂纹时的载荷,kg
耐火黏土
耐火黏土产品有多种形式,其基本质量要求是氧化铝**38%(通常为42-47%)以及低铁低碱金属含量。这些产品可不煅烧或经煅烧,并包括高性能煅烧产品如莫来石。
耐火黏土(refractory clays)用于定形(shaped)和不定形(整体成形——monolithic)耐火材料的生产。砖(brick)产品包括耐火黏土砖(fire clay bricks),如高炉阻隔砖(checker bricks)和高氧化铝砖(high alumina bricks),如用于水平感应电炉和垂直感应电炉衬里的支撑砖。在无定形料部门,有多种产品消费,如耐火黏土、**负荷用塑性料、高氧化铝塑料、耐火黏土和高氧化铝浇注料等。
耐火黏土主要由水合铝组成,其分子式为Al2O3·2SiO2·2H2O(即39.5%氧化铝、46.5%二氧化硅和14%水)。在这组矿物中,高岭土存象较为丰富。
耐火黏土、燧石黏土(flint clay,或称硬质黏土hard clay)、球黏土(ball clay,或称可塑性黏土plastic clay)和高岭土(kaolins)。不过,其普遍的特点是,这些矿产都含有高岭石,而其组成为20-45%Al2O3、〈3%Fe2O3和〈3%Na2+K2O。